DMF反应器循环泵改造总结
王 楼，邢方强
（安阳九天精细化工有限责任公司，河南 安阳455133）
［摘 要］基于DMF合成系统工艺流程、物料性质及设备参数，分析与探讨DMF反应器循环泵（P805）机械密封频繁泄漏的原因，结合生产实际确认循环泵运行工况差是造成机械密封损坏的主要原因。找到原因后，通过对闲置的泥浆型屏蔽泵结构进行改进并增设补液装置，解决了循环泵机械密封频繁泄漏的问题，并拓宽了原屏蔽泵的运行工况，保障了系统的安全、稳定、长周期运行。
［关键词］ DMF反应器；循环泵；机械密封；泄漏；改造；屏蔽泵；补液装置；运行情况
［中图分类号］ TQ 225.26+1［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2016）03-0073-03
0 引 言
安阳九天精细化工有限责任公司主要产品及产能为甲醇60 kt/a、甲胺/DMF（二甲基甲酰胺）150 kt/a、DMAC 20 kt/a、高纯度食品级二氧化碳35 kt/a、高纯度氧气800 000 m3/a，公司是我国中西部地区最大的混甲胺/DMF生产企业，也是中国最大的甲胺/DMF生产商之一。DMF生产采用“CO一步法”工艺，以CO和二甲胺为原料在加压及催化剂作用下经气液反应得到DMF。但实际生产过程中，DMF合成工序面临一大瓶颈问题，那就是反应器循环泵（P805）频繁出现泄漏。通过原因分析及采用相应的改进措施，最终解决了问题。
1 工艺流程简述
从甲胺装置送来的合格二甲胺和PSA-CO送来的精制CO，连同催化剂泵送来的甲醇钠-甲醇溶液，经计量后按一定配比进入DMF合成反应器中。在120 ℃、2.0 MPa条件下，CO经气体喷射器鼓泡与二甲胺发生反应生成粗DMF。合成反应为放热反应，为维持反应温度，反应物料经反应器循环泵（P805）由底部抽出，一路物料经反应器冷却器冷却后返回反应器（如果生产过程中反应热不及时带走，会造成反应温度升高，副反应增加，原料转换率降低，产品单耗增加），另一路与蒸发分离器循环泵出口液混合后进入过滤器，滤液返回蒸发分离器进行气液分离，气体进入Ⅰ塔。粗DMF经过过滤器将催化剂渣过滤掉，滤液经蒸发器进行气液分离，气相进入脱轻塔，脱除DMF中的二甲胺/甲醇。塔底物料进入真空塔分离DMF和重组分，真空塔塔顶抽出的DMF进入Ⅱ塔馏出物罐，经Ⅱ塔出料泵加压后进入Ⅲ塔汽提塔塔顶，与塔底从空分装置来的氮气逆流接触，将DMF中的微量DMA脱除。汽提塔塔底排出的物料经Ⅲ塔釜液泵加压，一部分经计量后送入塔顶作为喷淋液，另一部分经塔底液位自动调节阀进入DMF冷却器冷却，再经pH在线分析仪后送到DMF中间槽，最终由DMF输送泵送至成品罐区。
2 物料性质及循环泵参数
2.1 主要物料性质
合成反应器正常反应过程中，内部主要物料包括二甲胺、CO、DMF、催化剂，以及反应过程中产生的盐类物质。
（1）DMF（二甲基甲酰胺）为无色、淡鱼腥味液体，分子式C3H7NO，分子量73.10，相对密度0.944 5(25 ℃)，熔点-61 ℃，沸点153 ℃，闪点57.78 ℃，蒸气密度2.51 kg/m3；蒸气与空气混合物爆炸极限2.2%～15.2%，遇明火、高热可引起燃烧爆炸；能与浓硫酸、发烟硝酸剧烈反应甚至发生爆炸；与水及大部分有机溶剂混溶。DMF化学性质稳定，与水和许多有机物、无机物能完全混溶，并能溶解许多高聚物，所以也被誉为万能溶剂。
（2）催化剂主要由甲醇钠（CH3ONa）和甲醇组成，比例为：CH3ONa≥25%（质量分数，下同）；CH3OH为平衡量；H2O≤0.1%；碱和碳酸盐＜1%。其中，甲醇钠为白色无定形易流动粉末，无臭，溶于乙醇和甲醇，对空气与湿气敏感，遇水迅速分解成甲醇和氢氧化钠，在126.6 ℃以上的空气中分解。
2.2 循环泵参数
型式 单级离心泵
型号 TEK150-400B
流量 240 m3/h
扬程 40 m
功率 55 kW
电压 380 V/660 V
转速 1 480 r/min
3 存在的问题
2012年11月—2013年11月，反应器循环泵（P805）主要损坏记录为：①
循环泵机械密封的频繁损坏造成了以下影响：① 机械密封更换频繁，备件费用高；② 频繁进行工艺置换，造成物料损失；③ 系统减负荷及停车，造成产量损失；④ 检修过于频繁，占用检修资源的同时增大检修工作的安全风险。
2
原因分析
更多内容详见《中氮肥》2016年第3期